게시 및 게시 날짜 : 2003/02/03

바카라 족보 라이트 및 파면 제어를위한 변형 가능한 미러를위한 고속 자동 조정 기술의 실제 적용

-low-cost, 고정밀 바카라 족보 가공 및 생물학적으로 친숙한 바카라 족보 의학-

포인트

  • 자동 조정 소프트웨어는 바카라 족보 라이트의 빔 모양 (웨이브 프론트)을 쉽게 최적화 할 수 있습니다
  • 전례없는 고속 자동 조정 달성 (10 분 이내에 조정 시간)
  • CCD를 사용하여 고속 평가 시스템을 개발하여 재현성과 신뢰성을 확인하여 실용적으로
  • 차세대 고정밀 바카라 족보 처리 시스템 실현 경로 수행
  • 영향을받는 지역에 손상이 거의없는 바카라 족보 의료 (유방 제거, 근시 치료 등)에 사용할 수 있습니다

요약

Optical Technology Research Department의 책임자 인 Kobayashi Naoto는 AIST AIST AIST AIST AIST AIST AIST YASUNAGA 실험실 (이하 "Tsukuba 대학교"), Advanced Industrial Science and Technology (이하 Aist Venture ") 및 Tsukuba 대학 (Kitaga yasuo), The University of Tsuka는 (이하 Kituata)와 협력하여 Tsukua (Kitaga yasuo) 바카라 족보 라이트의 빔 모양 (파면)을 제어하는 데 사용되는 전자 및 정보 공학 (이하 "Tsukuba 대학교")변형 가능한 거울CCD평가 시스템이 개발되었고 실제 사용에 필요한 조정 시간은 10 분 이내에있었습니다

변형 가능한 거울을 사용하여 빔 모양 형성 사용, 지금까지 연구 수준에서만 사용 된유전자 알고리즘를 기반으로 자동 조정 소프트웨어를 개발함으로써 짧은 시간에 처음 실현하고 재현성과 신뢰성을 보장 할 수있었습니다 또한이 기술은 CCD를 사용하여 고속 평가 시스템을 도입하여 실질적으로 사용되었습니다 [그림 1] 앞으로 바카라 족보 가공 분야와 바카라 족보 의료 분야에서의 적용에 대한 큰 희망이 있습니다

바카라 족보 처리 필드 에서이 연구 및 개발은 바카라 족보 빔 모양을 자유롭게 최적화 할 수있게하여 (파면 교정 및 가벼운 포커싱 상태 최적화) 에너지 비용을 줄이고 절단 표면에서 불균일 한 고정식 바카라 족보 처리를 가능하게합니다 또한, 바카라 족보 의약품 분야에서, 상단 모자 (그림 2)라는 균일 한 에너지 분포를 갖는 빔 모양은 영향을받는 영역에 균일 한 바카라 족보 조사를 가능하게하는데 (도 3), 살아있는 신체에 대한 손상을 줄일 수있게한다

이시기에 개발 된 소프트웨어와 관련하여, 전 국제 무역 산업부 (현재 경제 무역 및 산업부) 하의 전국 실험실의 최초 벤처 회사 인 Evolution Systems Research Institute, Inc는 2003 년 4 월경 변형 가능한 거울을위한 기존 자동 조정 소프트웨어를위한 소프트웨어를 판매하는 것을 고려하고 있습니다

개발에 사용되는 빔 모양 최적화 실험 장치 사진

변형 가능한 미러 제어 시스템 구성 다이어그램


그림 1 : 개발에 사용되는 빔 모양 최적화 실험 장비 (위) 및
변형 가능한 미러 제어 시스템의 구조 다이어그램 (하단)


변형 가능한 미러를 사용한 바카라 족보 빔 모양 최적화 그림

그림 2 : 변형 가능한 거울로 바카라 족보 빔 모양 최적화 (상단 모자)


바카라 족보 빔 모양 및 바카라 족보 처리 특성의 그림


그림 3 : 바카라 족보 처리의 바카라 족보 빔 모양 및 특성


연구 배경

바카라 족보 발진기에서 전파 된 바카라 족보 빔의 파면은 공간적으로 방해되는 파면입니다 따라서, 파면은 빛의 중심에 있지만, 빛을 둘러싼 영역이 움직일 때 파면은 방해가된다 이러한 바카라 족보 표시등이 산업 분야에서 사용될 때, 현재 상황은 비교적 균일 한 웨이브 프론트가있는 중심 부분 만 절단되어 사용된다는 것입니다 따라서, 기술 개발은 말초 부분의 파면을 중앙 부분과 정렬하여 에너지 효율을 향상시켜 중앙 부분 만 사용하기보다는 전체 바카라 족보 빔을 활용할 수 있습니다

○ 변형 가능한 거울의 최적화 조정은 수동으로 불가능합니다
변형 가능한 거울은 많은 조정 지점으로 임의의 모양으로 변형 될 수있는 거울입니다 이 변형 가능한 미러는 뒷면에 많은 수의 전극을 확장하고 수축시켜 미러 필름의 표면 모양을 임의의 모양으로 변형시키는 기능을 갖습니다 미러 필름의 표면 형상은 전극 부분에서의 전압 조합, 예를 들어, 37 개의 전극 (정착 범위 : 0V ~ 255V)의 경우, 천문 조합은 256 ~ 37 번째 전력입니까? 10 ~ 90 번째 전력이므로 수동 조정으로 최적의 조정을 찾는 것이 실제로 불가능합니다 따라서 변형 가능한 거울의 사용은 현재 연구 목적으로 제한됩니다 현재 상황은 사용자가 변형 가능한 거울의 천문 조합에서 좋은 것처럼 보이는 조합을 발견하고 조정한다는 것입니다 또한 사용하는 동안 광학 및 열 부하의 계산되지 않은 영향을 고려해야합니다 또한 선형 분석 기술을 포함하는 자동 조정 기술이 있지만 초기 조정을 위해 인적 자원에 의존하는 것과 같은 문제가 있으며 연구 수준에 남아 있습니다

*현재 문제는 다음과 같이 요약됩니다
(1) 최적화를 위해서는 장기 조정이 필요합니다 [최적 조정은 사실상 불가능합니다]
(2) 빛 또는 열로 인한 거울의 왜곡이 수정되지 않았습니다 [환경의 변화에 응답 할 수 없음]
(3) 선형 분석을 사용한 조정은 산업 응용 분야에서 이루어지지 않았습니다 [신뢰할 수 없는]

○ 유전자 알고리즘을 기반으로 자동 조정 된 소프트웨어 개발
AIST, Evolutionary Systems Research Institute 및 Tsukuba 대학교는 유전자 알고리즘을 기반으로 세계 최초의 자동 변환 미러 조정 소프트웨어를 공동으로 구현했습니다 이 소프트웨어를 사용하면 바카라 족보 빔의 빔 모양을 자유롭게 모양으로 만들기 위해 변형 가능한 미러의 자동 및 고속 조정을 자동으로 조정할 수 있습니다

이 소프트웨어의 특징은 변형 가능한 거울의 많은 조정 위치 (거울의 크기에 따라 기존 미러, 17 ~ 117 개의 위치)가 동시에 조정된다는 것입니다 또한 CCD를 사용하여 고속 평가 시스템을 통합함으로써 실제 사용에 필요한 10 분 미만 (37 개 위치)의 조정 시간이 달성되었습니다

또한 유전자 알고리즘을 사용한이 자동 조정 방법은 변형 가능한 미러를 포함한 모든 광학 시스템에 적용 할 수있는 매우 적용 가능한 기술입니다

연구 기록

이 연구 개발의 기초를 형성하는 조정 알고리즘과 관련하여 AIST와 대학교는 2001 년부터 공동 연구를 수행하고 있으며 2002 년 AIST, Evolutionary Systems Research Institute 및 Tsukuba University가 공동 연구를 시작했습니다 연구가 진행됨에 따라 고속 CCD 평가 시스템이 개발되어 변형 가능한 미러가 실질적인 자동 조정 소프트웨어를 실현하기위한 자동 조정 알고리즘과 통합되었습니다

미래 계획

우리는이 자동 조정 소프트웨어와 현재 별도로 개발중인 열 방지 변형 거울을 통합하여 고효율 펨토초 바카라 족보 시스템을 개발할 계획입니다

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용어 설명

◆ 유전자 알고리즘 (유전자 알고리즘: ga)
매우 강력하고 효율적인 검색 알고리즘 방대한 검색 공간에서 최적의 솔루션을 검색 할 때 문제에 대한 사전 지식없이 효율적인 검색을 수행하기가 어렵지만 유전자 알고리즘을 사용하면 사전 지식없이 최적의 상태를 효율적으로 검색 할 수 있습니다 핵심은 검색하기 전에 이진 비트 스트링 형태로 솔루션 후보를 표현하는 것입니다 여러 후보자가 준비됩니다 이들 후보는 선택, 크로스 오버 및 돌연변이와 같은 유전자 및 알고리즘으로 간주되므로 더 나은 솔루션이 점차 발견 될 것이다 이것은 방정식 등을 사용하여 분석 솔루션을 찾기 어려운 문제에 대한 특히 효과적인 검색 방법입니다[참조로 돌아 가기]
◆ CCD (충전 커플 링 장치)
광의 입력 (광자)에 따라 스토리지 용량이 변경되는 반도체 장치 (Photodiode)를 사용하여 광학 (이미지) 신호를 전기 신호로 변환하는 장치 이미지 스캐너, 팩시밀리, 디지털 카메라, 비디오 카메라 등에 사용됩니다 충전 커플 링 장치[참조로 돌아 가기]
◆ 변형 가능한 미러 (변형 가능한 거울: dm)
변형 가능한 미러는 미러의 표면 모양을 변경하여 반사 된 빔의 모양을 조정할 수있는 미러를 나타냅니다 종종 마이크로 마인 기술을 사용하여 생산됩니다 거울 뒷면에는 거울의 모양을 조정하는 많은 전극이 있으며 거울의 크기를 제어하여 거울의 모양이 조정됩니다 미러의 모양을 제어함으로써 광학 시스템의 파면을 수정하고 반사 된 빔의 방향과 모양을 제어 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]


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